JP2021125692A - 接続体の製造方法及び接続体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板10の第1の端子列11上に、半田粒子21を含有する熱硬化性接続材料20を介して、基板10との接合面の内側に第1の端子列11及び第2の端子列31における端子間距離の最小値が、0.8mm以下である第2の端子列31を有するコネクタ30を固定する工程と、半田粒子21の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、第1の端子列11と第2の端子列31とを無荷重で接合させる工程とを有する。
【選択図】図1
Description
1.接続体の製造方法
2.接続体
3.熱硬化性接続材料
4.実施例
本実施の形態における接続体の製造方法は、基板の第1の端子列上に、半田粒子を含有する熱硬化性接続材料を介して、基板との接合面の内側に端子間距離の最小値が0.8mm以下である第2の端子列を有するコネクタを固定する工程と、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、第1の端子列と第2の端子列とを無荷重で接合させる工程とを有する。ここで、第1の端子列及び第2の端子列における端子間距離の最小値に対する半田粒子の平均粒径の比は、0.15未満であることが好ましく、0.1以下であることがより好ましい。
図1は、基板の一例を模式的に示す断面図であり、図2は、基板の端子上に、熱硬化性接続材料を設けた状態を模式的に示す断面図である。図1及び図2に示すように、工程(A)では、基板10の第1の端子列11上に、半田粒子21を含有する熱硬化性接続材料20を設ける。
図3は、基板の端子列とコネクタの端子列との位置合わせを模式的に示す断面図であり、図4は、ツールにてコネクタ側から押圧した状態を模式的に示す断面図である。図3及び図4に示すように、工程(B)では、基板10の端子列11とコネクタ30の端子列31とを位置合わせし、熱硬化性接続材料20上にコネクタ30を固定する。本技術では、半田によるセルフアライメントが期待できないため、工程(B)では、基板10を正確にアライメントし、熱硬化性接続材料20により固定することが望ましい。
図5は、基板にコネクタを固定した状態を模式的に示す断面図であり、図6は、基板及びコネクタをリフロー炉にて加熱した状態を模式的に示す断面図であり、図7は、接続体を模式的に示す断面図である。図5〜図7に示すように、工程(C)では、半田粒子21の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子31とを接合させる。
図7は、接続体を模式的に示す断面図である。図7に示すように、本実施の形態に係る接続体は、第1の端子列11を有する基板10と、第2の端子列31を有するコネクタ30と、第1の端子列11と第2の端子列31とを半田粒子21により半田接合24するとともに、基板10と第2のコネクタ30とを接着する接着層23とを備える。
本実施の形態における熱硬化性接続材料は、熱硬化性バインダー中に半田粒子が分散されてなり、半田粒子の含有量が、50wt%以下である。これにより、熱硬化性接続材料上のコネクタを固定してリフローすることができるとともに、半田粒子のセルフアライメントの発生を抑制することができるため、0.8mmピッチ以下の端子列を有するコネクタを実装することができる。
熱硬化型バインダー(絶縁性バインダー)としては、(メタ)アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂組成物などが挙げられる。また、公知の粘着剤組成物を用いてもよい。なお、(メタ)アクリルモノマーとは、アクリルモノマー、及びメタクリルモノマーのいずれも含む意味である。
半田粒子は、熱硬化性接続材料中に分散されていることが好ましく、前記半田粒子はランダム配置であっても、一定の規則で配置されていても良い。平均粒子径は、公知の金属顕微鏡や光学顕微鏡を用いて、フィルム平面視における1mm2以上の面積を任意に5箇所以上抜き取って、確認することができる。
熱硬化性接続材料には、上述した絶縁性バインダー及び半田粒子に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、従来、加熱硬化型接着剤で使われている種々の添加剤を配合することができる。添加剤の粒子径は、半田粒子の平均粒子径よりも小さいことが望ましいが、電極間接合を阻害しない大きさであれば特に限定はない。
本実施例では、半田粒子を含有する接着フィルムを作製し、これを用いてコネクタの代替としてフレキシブルプリント基板をリジッド基板に実装した。そして、実装体の絶縁評価、及び接続抵抗値評価を行った。なお、本実施例は、これらに限定されるものではない。
実装体サンプルについて、隣接する端子間の抵抗値を測定し、106Ω以下をショートとしてカウントした。ショートがない実装体の評価を「OK」と評価し、ショートが1箇所以上ある実装体の評価を「NG」と評価した。
実装体サンプルについて、フレキシブルプリント基板とリジット基板との間の各端子間に、電流1mAを流したときの抵抗値を測定し、中央値を算出した。抵抗値の中央値が0.1Ω以下である実装体を「OK」と評価し、それ以外の実装体を「NG」と評価した。
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ200μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ピッチ200μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
表1に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例1−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
表1に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例1−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅300μm、隣接端子間距離(最小値)300μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ300μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅300μm、隣接端子間距離(最小値)300μm、ピッチ300μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
表1に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例2−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
表1に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例2−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
表1に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例2−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ100μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ピッチ100μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
表1に、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価の結果を示す。
表1に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例3−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
表1に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例3−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
表1に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例3−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ100μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ピッチ100μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
表2に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例4−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
表2に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例4−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<実装例4−4>
表2に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例4−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅200μm、隣接端子間距離(最小値)200μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ200μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅200μm、隣接端子間距離(最小値)200μm、ピッチ200μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
表2に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例5−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
表2に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例5−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
表2に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例5−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
Claims (8)
- 基板の第1の端子列上に、半田粒子を含有する熱硬化性接続材料を介して、前記基板との接合面の内側に端子間距離の最小値が0.8mm以下である第2の端子列を有するコネクタを固定する工程と、
前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記第1の端子列と前記第2の端子列とを無荷重で接合させる工程と
を有する接続体の製造方法。 - 前記第1の端子列及び前記第2の端子列における端子間距離の最小値に対する前記半田粒子の平均粒径の比が0.15未満である請求項1記載の接続体の製造方法。
- 前記コネクタを固定する工程では、前記熱硬化性接続材料の最低溶融粘度到達温度の−10℃〜+40℃の範囲の温度にて前記コネクタを圧着する請求項1又は2記載の接続体の製造方法。
- 前記コネクタを固定する工程では、2.0MPa以下の圧力にて前記コネクタを圧着する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の接続体の製造方法。
- 前記コネクタが、樹脂成型品である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の接続体の製造方法。
- 前記熱硬化性接続材料における前記半田粒子の含有量が、50wt%以下である請求項1乃至5のいずれか1項記載の接続体の製造方法。
- 前記熱硬化性接続材料が、フィルム状である請求項1乃至6のいずれか1項記載の接続体の製造方法。
- 第1の端子列を有する基板と、
前記基板との接合面の内側に端子間距離の最小値が0.8mm以下である第2の端子列を有するコネクタと、
前記第1の端子列と前記第2の端子列とを半田粒子により接合するとともに、前記基板と前記コネクタとを接着する接着層と
を備える接続体。
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